小型电阻熔化炉要求坩埚频繁从炉内钳出,坩埚要经受极冷极热,因此小型电阻熔化炉的坩埚多为铁质的。但是是用低碳钢、不锈钢钢板制作的铁质坩埚寿命并不高。
铁质坩埚外侧极易容易氧化,坩埚外表温度较高,在900-1000℃之间。高温下的空气容易发生氧化,产生的铁氧化物其膨胀系数同铁差异很大,导致氧化铁呈片状脱落。一层氧化铁皮脱落以后,又会继续氧化产生新的氧化铁皮,坩埚因此变薄而提前报废。
铁质坩埚容易产生烧穿现象,主要是由于铁坩埚同鋁液之间元素的化学反应所致,在我们的生产实践中。低碳钢坩埚使用10-20炉就有可能烧穿。而含有Cr、Ni、Mn等元素的不锈钢坩埚则1-2炉就烧穿。
为了避免或减少坩埚氧化、烧穿现象,我们的电阻熔化炉采用不锈钢加内衬的复合坩埚结构改进,即用不锈钢代替普通钢板制作坩埚外壳,再在熔化炉坩埚内部加耐火材料。
根据所需坩埚直径尺寸选用不锈钢管,用不锈钢焊条焊接而成。在坩埚内侧面间断地堆焊一些凸起点,突起的高度约2-5mm,突起点的间距大约10-20mm,主要是为了让坩埚内表面很粗糙。以利于打结的耐火材料粘结。坩埚内衬可以用刚玉坩埚直接套入,用砂子将缝隙填好,领口用耐火泥封住,也可以自行打结内衬。
打结前先把坩埚内油污物等清理干净,在坩埚内表涂一层水玻璃。先打结底部厚度约15-20mm,再放入坩埚打结模打结侧壁,厚度约10-15mm,侧壁过厚对电阻熔化炉熔解速度有影响,打结之后将领口用粘土砂封住。
坩埚模在打结后旋转活动一下,依旧留在坩埚内一起烘干再取出。先自然干燥24小时,再间断通电使坩埚保持在100℃左右,使水分蒸发。当水汽完全消失时,即可提出坩埚模投入铝锭开始熔解。电阻熔化炉第一炉铝锭熔解要慢慢加热,防止加热过激产生裂纹。